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引言

樁基礎(chǔ)是人類在軟弱地基上建造建筑物的基礎(chǔ)構(gòu)造，也是最基本的基礎(chǔ)類型之一，具有承載力高、穩(wěn)定性好、抗震性能好等特點(diǎn)。雖然樁基礎(chǔ)固有優(yōu)勢(shì)，但由于近年來受到建筑物、構(gòu)筑物使用特性的影響，建筑設(shè)計(jì)對(duì)于樁基礎(chǔ)的要求在種類和性能方面都在不斷地改革和創(chuàng)新。如一些原有樁基礎(chǔ)因不適宜做抗拔或抗拔力較低，在經(jīng)過預(yù)制過程的結(jié)構(gòu)改造后，從而提高了樁體的力學(xué)性能；在一些不允許裂縫存在且需要高承載力、高抗拔力的條件下，傳統(tǒng)預(yù)制的樁基產(chǎn)品弊端會(huì)凸顯，可通過設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋來改善其性能，這也是當(dāng)今樁基產(chǎn)品的一大進(jìn)步。

1 基本概況

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁是一種新型的預(yù)制混凝土樁，其采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝及自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑成型(無需震動(dòng)和振搗)，經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護(hù)使混凝土樁體快速達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。其生產(chǎn)過程如圖1和圖2所示。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁主要應(yīng)用于高層、超高層建筑、大型工業(yè)項(xiàng)目(機(jī)場(chǎng)、電廠、水利等)的基礎(chǔ)部分，大大地提高了基礎(chǔ)的承載能力。樁身通過施加預(yù)張拉應(yīng)力后，消除了混凝土的收縮裂縫，拓寬了預(yù)制方樁的使用范圍。

圖1 實(shí)心方樁養(yǎng)護(hù)

圖2 產(chǎn)品出釜

2 方樁的技術(shù)特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的技術(shù)特點(diǎn)如下：

(1)樁身混凝土強(qiáng)度高。采用了自密實(shí)混凝土，保證了混凝土較高的密實(shí)度，進(jìn)行合理的配比設(shè)計(jì)，可確?；炷翉?qiáng)度等級(jí)達(dá)到C60以上。

(2)樁身承載力高，抗彎抗剪性能好。該樁體采用了預(yù)應(yīng)力鋼棒和張拉工藝，使得樁身具有較高的抗裂能力和極限彎矩。

(3)對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。由于樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高，密實(shí)耐打，具有較強(qiáng)的穿透力，對(duì)持力層起伏較大的地質(zhì)條件具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

(4)經(jīng)濟(jì)效益好，施工周期短，效率高，單位承載力的造價(jià)低，綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

(5)運(yùn)輸?shù)跹b方便，樁接駁迅速。成樁長(zhǎng)度不受限制，使用普通的電焊機(jī)即可實(shí)現(xiàn)自由接駁。

(6)施工現(xiàn)場(chǎng)整潔，不污染環(huán)境，符合環(huán)保要求，施工機(jī)械化程度高，檢測(cè)方便。

3 性能對(duì)比

根據(jù)設(shè)計(jì)與施工等相關(guān)的規(guī)范規(guī)程，下面對(duì)400 mm×400 mm的預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁和400 mm×400 mm非預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁兩種樁型進(jìn)行比較分析。

預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁承載力對(duì)比見表1。

表1 承載力對(duì)比

預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁抗拔力對(duì)比見表2。

表2 抗拔力對(duì)比

預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁外觀對(duì)比見表3。

表3 外觀質(zhì)量對(duì)比

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁的單位承載力比非預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁提高了91.40%，單位抗拔力提高了271.43%，裂縫控制等級(jí)為一級(jí)，避免了裂縫的存在，同時(shí)提高了樁身的防腐能力和可靠度。

4 施工控制

根據(jù)現(xiàn)有的施工機(jī)具來衡量，預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的施工呈現(xiàn)出選擇的靈活性，既可以使用靜壓機(jī)具也可以使用錘擊機(jī)具，相比較于以往的樁基施工，不僅體現(xiàn)出施工優(yōu)勢(shì)，而且還解決了傳統(tǒng)樁基施工所帶來的環(huán)保污染問題。現(xiàn)場(chǎng)施工情況如圖3和圖4所示。特別是近年來，由于環(huán)保政策的實(shí)施，泥漿外排、噪音超標(biāo)等因素大大地限制了樁基礎(chǔ)的施工，因而新型預(yù)制樁的生產(chǎn)與應(yīng)用為樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工提供了良好的基礎(chǔ)。對(duì)于山西省的地質(zhì)條件，預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁彌補(bǔ)了地質(zhì)選用方面的一些不足，尤其是抗腐蝕能力和承載能力的提高、摩阻力的增加等力學(xué)性能的改善，使得樁基礎(chǔ)施工的選用更加適宜。

圖3 施工現(xiàn)場(chǎng)起吊

圖4靜壓機(jī)施工

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁，在技術(shù)性能與施工方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁的生產(chǎn)工藝合理，可實(shí)行量化生產(chǎn)，樁身本身強(qiáng)度等級(jí)為C60，質(zhì)量具有保障，施工工藝簡(jiǎn)單方便，施工機(jī)具的選用范圍廣泛，施工過程符合環(huán)保要求，成樁率高，地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。